Valutazione dei migliori sistemi di filtrazione per turbine a gas per ambienti con alta concentrazione di polveri

Sistemi tradizionali

I sistemi di pulizia a impulsi sono stati introdotti per aiutare a risolvere le sfide che si presentano in ambienti con elevata presenza di polveri e sono stati utilizzati per molti anni nei sistemi di filtrazione delle turbine a gas. Progettati prevalentemente con una geometria cilindrica o conica e noti come sistemi a ‘cartuccia’ o ‘canister’ , questi filtri a impulsi sono stati ampiamente adottati dagli OEM e sono quindi diventati uno standard in molte installazioni.

Il concetto di progettazione di un sistema di filtrazione a cartuccia è semplice. L’aria atmosferica viene aspirata e attraversa la cartuccia filtrante, dove il particolato viene catturato dal mezzo filtrante. I filtri vengono quindi puliti con un impulso inverso di aria compressa, solitamente attivato da un aumento della pressione differenziale. Quando la pressione differenziale torna a un livello accettabile, il ciclo di pulizia si interrompe. Tuttavia, questo tipo di progettazione presenta degli inconvenienti, soprattutto in ambienti con elevata presenza di polvere. Il problema si verifica quando le cartucce sono molto cariche di polvere. La pulsazione (l’impulso inverso dell’aria compressa) rimuove alcune delle particelle, ma molte di queste possono essere reintrodotte, soprattutto in un sistema a flusso incrociato in cui la polvere cade nella cartuccia sottostante.

Alta concentrazione di polvere ed elevata umidità

In ambienti ad alta concentrazione di polvere, il volume della polvere può diventare ‘eccessivo’  per il sistema a impulsi e quindi si raggiunge rapidamente una pressione differenziale elevata. Come se non bastasse, quando i filtri carichi di polvere sono esposti a livelli elevati di umidità, quest’ultima può essere assorbita dalle particelle stesse. Queste particelle ‘igroscopiche’  possono gonfiarsi fino a 10 volte il loro diametro originale bloccando il mezzo e aumentando ulteriormente la pressione differenziale. A seconda della composizione delle particelle, si può anche formare un ‘caking’ duro che è difficile da pulire e può provocare un picco differenziale.

Rimozione delle particelle sfuse

In ambienti con elevata presenza di polvere, lo scenario ideale è quello di rimuovere la maggior parte del particolato prima che raggiunga l’elemento filtrante. Il mezzo filtrante è progettato per catturare le particelle a livello di sub-micron. Queste sono le particelle che possono danneggiare maggiormente la sezione del compressore della turbina a gas e quindi, rimuovendo le particelle sfuse, si consente al mezzo filtrante di svolgere il proprio lavoro in modo più efficace e si contribuisce ad aumentare l’effetto dell’umidità.

Una soluzione offerta da AAF consiste nell’utilizzare un progetto che incorpora un sistema di aria secondaria. Il sistema di filtrazione ASC rimuove circa il 75% della polvere attraverso la separazione inerziale e l’estrazione positiva nel sistema di aria secondaria. Poiché solo il 25% della polvere entra in contatto con i filtri, il mezzo filtrante non si carica così rapidamente. Ciò si traduce in una riduzione dei livelli di polvere sul filtro e in una diminuzione dell’effetto dell’umidità sulle particelle, che a sua volta prolunga la durata in servizio dei filtri. Questi sistemi di filtrazione ASC integrano anche la pulizia a impulsi inversi. Quando viene emesso un impulso di aria compressa, le particelle rilasciate dal filtro vengono immediatamente estratte dal sistema di aria secondaria. In questo modo si elimina il rischio che la polvere venga reintrodotta dai filtri adiacenti, mantenendo più a lungo la pressione differenziale a livelli accettabili.

Conclusione

I sistemi di filtrazione dell’aria che integrano un sistema di aria secondaria offrono un vantaggio unico negli ambienti con elevata presenza di polvere. Gli elementi filtranti non sono sottoposti alle stesse sollecitazioni e agli stessi requisiti che si riscontrano nei sistemi di aspirazione tradizionali, poiché il 75% delle particelle trasportate dall’aria viene rimosso attraverso il sistema di aria secondaria. Ciò comporta numerosi vantaggi per l’operatore, tra cui una maggiore durata del filtro, una minore caduta di pressione, una riduzione del consumo di aria compressa e un sistema di filtrazione più affidabile e sicuro. È anche un vantaggio particolare negli ambienti umidi, dove le particelle devono essere rimosse regolarmente dal mezzo filtrante per evitare che le particelle igroscopiche si gonfino fino a 10 volte il loro diametro originale, ostruiscano il mezzo e provochino un aumento della pressione differenziale.